摘要：如何合理并高效地评估既有输电杆塔的抗风承载性能及安全裕度,对电网的风灾预测及运维管理具有重要的意义。该文提出一种考虑风向效应杆塔结构易损性评估的高效实用方法。首先基于风工程原理,采用准静态分析框架推导给出不同设计风速下的杆塔整体风荷载的极值概率分布;随后综合考虑输电塔结构参数的不确定性及初始缺陷,通过非线性静力推覆分析(nonlinear static pushover analysis,NSPA)考察杆塔结构的抗风承载能力性能及对应的破坏准则;进而依据随机抽样分析得到杆塔结构的抗风承载力的概率模型;最后采用极限状态函数计算不同风向角下的杆塔风灾易损性概率曲线。研究表明,基于首次超越概率理论可以方便得到准静态分析框架下的整体风效应概率分布;准静态的基底剪力响应不受结构非线性状态影响,可作为整体风荷载作用的评价指标;基于构件屈服破坏与整体破坏内在联系,可建立合理的轻微、严重和倒塌的破坏准则;风向角对杆塔的抗风承载性能和易损性均有着显著影响,杆塔在60°风向角下的易损概率最高。

摘要：为研究1604号强台风“妮妲”登陆期间沿海输电线路局地风场的分布特征,利用中尺度气象模式(weather research and forecast,WRF)与微尺度(computationalfluid dynamics,CFD)工具WindSim,设计了基于WRF的中尺度模拟、基于WindSim的微尺度模拟,以及WRF+WindSim的中、微尺度嵌套模拟等3种模拟方式,开展数值模拟试验,并与激光风雷达实测资料进行对比,验证了不同模型的适用范围与模拟精度。研究结果表明基于WRF的中尺度模拟较好地再现出“妮妲”登陆期间的气象要素时间变化过程,基于WindSim的微尺度模拟较好地再现特定风向内10~100m空间分辨率量级的风场地形效应,WRF+WindSim的中、微尺度嵌套模拟既能修正单独WRF模拟的地形效应偏差,又能改善单独WindSim模拟的边界条件和大气稳定度,具备台风影响期间复杂地形下的三维风场模拟能力,模拟结果精度更高。

摘要：为了研究台风对广东沿海地区设计风速的影响,并为今后广东沿海电网风区图优化和空间分辨率提升等建立方法,本文提出一种基于YanMeng台风风场模型和Poisson-Gumbel复合极值分布推算的沿海地区风区图优化方法。根据广东沿海23个气象台站的历年最大风速资料与设计风速推算成果,验证了台风风场模型的合理性。通过与现行广东沿海电网设计基本风速分布图的对比,分析了该方法的适用性。研究结果表明,台风是造成广东沿海地区大风的主要原因,各地最大风速的时间变化与空间分布与台风活动密切相关。基于台风风场模型的模拟值与各台站实测序列经极值Ⅰ型分布推算值基本相当,绝对偏差在0~2 m/s之间。与广东沿海电网设计基本风速空间插值成果对比,基于台风风场模型的风区分布具有一致的空间分布特征。并且随着空间分辨率提升,显示出更丰富的细节。利用台风风场模型进行沿海地区风区分布研究具有可行性。

摘要：随着中国输电网电压等级的逐渐提高,对线路绝缘的要求也在提高。高压绝缘子串往更长、联数更多的方向在发展。绝缘子串的风荷载也随之增大。更易发生风偏和风振的现象。文中通过风洞试验,采用测力天平技术,对目前南方电网常用的两种玻璃绝缘子和一种伞形复合绝缘子的体型系数开展了深入研究。系统考察了不同湍流度、风速、风偏角、风攻角作用下单联及双联绝缘子的体型系数的变化规律和影响因素。试验表明,湍流度对体型系数影响不大;单联绝缘子体型系数随风速的增大而逐渐稳定在0.8~0.9之间;风偏角下体型系数有显著变化,并受盘形径厚比及串挡风率的影响;斜向风攻角作用下由于前后肢的遮挡效应会降低整体绝缘子串的体型系数。文中研究为合理计算绝缘子风荷载、提高高压输电线路的抗风设计的可靠性提供了重要的基础数据和参考。

摘要：紧凑型输电线路穿过覆冰区容易因导线脱冰跳跃而引起放电跳闸及金具破坏事故。揭示紧凑型输电线路脱冰后的动力响应规律,对线路工程的抗冰设计及加固改造具有重要的指导意义。以某500kV紧凑型线路脱冰跳跃跳闸故障为例,通过数值模拟仿真,考察了在实际覆冰厚度下,不同相导线脱冰时,线路的相间间隙以及相间间隔棒受力变化;继而针对最不利安全间隙工况,通过参数分析,提出该线路相间间隔棒布置的优化策略。研究结果表明:1)尽管设置相间间隔棒可以有效抑制脱冰相的竖向跳跃高度,增大导线与地线之间间隙,但对于倒三角形分布的紧凑型线路而言,布置相间间隔棒会减少脱冰后相间间隙。2)下相导线脱冰较上相导线脱冰更容易导致相间间隙不足;且由于上-下相相间间隔棒对下相导线跃起时的侧推作用,容易造成相间间隔棒附近处非连接相间间隔棒一侧的上下相相间间隙不足。3)紧凑型线路相间间隔棒数量和布置位置对脱冰后相间间隙均有影响,其中将相间间隔棒布置远离档距中央可有效增加相间间隙。4)上相脱冰和下相脱冰中与脱冰相有连接的上下相之间的相间间隔棒张力最大;下相脱冰相间间隔棒张力比上相脱冰相间间隔棒张力大,易造成金具损坏,设计中需重点关注。5)由于相邻档对脱冰档的张力作用会增加脱冰跳跃高度进而减少相间间隙,采用耐张串替代V型串有效减少相邻档的负面影响。

摘要：输电线路是典型的风敏感结构。强风作用下输电线大幅抖振响应在其端部产生的顺风向动张力作用,是支撑线路的杆塔结构承载力设计的控制荷载和关键因素。基于大跨柔性索结构的静力与动力学方程,分别推导了输电线平均风偏的非线性静张力响应,以及脉动风作用下动张力响应的时域理论计算方法;再依据风工程理论,给出了顺风向动张力作用的背景分量和模态共振分量的功率谱及均方根的频域解析解。并以典型四分裂输电线路为工程实例,通过开展标准气弹模型风洞试验测试,对前述理论模型进行了分析和校验。研究表明:平均风偏状态对导线的动力特性和顺风向动张力的影响不可忽略,气动阻尼显著导致背景响应所占比重为主,对于共振分量,一阶面外模态响应贡献较大。该文提出的理论模型可以合理精确地评估输电线强风振动张力荷载效应。

摘要：悬挂在配电线路上的异物容易引起电气故障,现存方法难以高效去除异物。在分析了配电线路常见异物种类和目前异物清除方法的基础上,设计了一种配电线路带电异物清除工具。首先,阐述了主要基于剪刀原理和齿轮机构传动进行设计的设计思想;然后分析了工具的电气和机械性能要求;再给出详细的设计方案;最后采用Pro/E软件对工具进行三维参数化建模,并运用ADAMS仿真软件进行运动学和动力学仿真分析。结果表明,工具设计方案正确,可以有效去除异物。

摘要：设计一套虾池自动投饲装置,初步解决了虾池自动投饲问题。提出非接触定位、测距定位和接触定位三种投饲装置自动沿岸行驶方案,并对不同方案的优缺点进行了分析比较;对机械执行系统进行了详细的结构设计,该系统包含拉线和投饲装置两部分,拉线约束投饲装置自动沿岸行驶,投饲装置完成投料动作;采用应变式重量传感器和微控制器等,开发出投饲装置的控制系统,实现定时定量的投料控制。同时,采用新兴的ZigBee无线网络通信技术,实现对投饲装置的虾料重量和蓄电池电压的远程监控。投喂实验表明,该系统的工作过程稳定、可靠。

摘要：利用1409号超强台风"威马逊"登陆广东徐闻期间勇士风电场观测数据,计算分析了"威马逊"风切变、湍流强度、阵风系数和风向等的时程变化特征,拟为沿海台风影响严重区域输电线路设计和风电机组选型提供参考依据。分析发现"威马逊"风切变指数相比年平均风速(即常态风)切变指数减小,随台风中心逼近和经过呈现先减小再增大的规律;台风中心过后风向回南之后,幂指数函数拟合较差。阵风系数呈现随高度增加而减小的趋势,该趋势在台风中心经过前较好地吻合幂函数,而在台风中心经过后吻合较差;各高度阵风系数以及不同高度之间的差值随台风中心逼近、风速增加而趋于减小,随台风中心远离、风速下降而缓慢增大。湍流强度随高度增加而减小,强风时段湍流强度较小且相对平稳,轮毂高度处湍流强度基本不超IEC-B类。测站位于台风中心路径右侧眼壁区时,所测风向随时间呈顺时针旋转。

摘要：南方电网所辖东南沿海地区输电线路常年遭受台风等大风天气侵袭,大量在役的老旧输电线路实际防风能力难以确定,老旧输电线路的防风改造工作成为防灾减灾的重要任务。本文充分对比国外关于输电线路防风可靠度的评价规定,提出适合我国输电线路的防风可靠度评价方法,即已建输电线路结构防风能力抗风可靠度可依据可承受最大风荷载的重现期来表征,可承受最大风荷载为满足大风标准组合验算的最大风荷载,不同重现期验算大风风荷载可依据50年基准重现期风荷载乘以重现期对应荷载因子获得。本文提出了基于可靠度的防风能力评价方法及量化指标,使得沿海地区老旧输电线路的防风评估改造工作更加科学可行。